(57)【要約】【課題】  フローチップの生産性を改善し、安定した品質のフローチップを低コストで量産可能とする。【解決手段】  熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー基板Ｆ１を凸型のチャンネルパターンＦを形成したブロック金型Ｔ４上に供給し、ブロック金型Ｔ４上のポリマー基板Ｆ１をブロック金型Ｔ４の上方に配設するプレスロールＲ４によってポリマー基板Ｆ１の進行端側から排出端側に向けて順次にブロック金型Ｔ４に押し付けることによって、ポリマー基板Ｆ１の厚みむらの影響を回避しながらポリマー基板Ｆ１にブロック金型Ｔ４のチャンネルパターンＦを能率良く忠実に転写し、チャンネルパターンＦを転写したポリマー基板Ｆ１に熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー被覆基板Ｆ２を熱融着して貼り合せ、チャンネルパターンＦの精度を低下させることなくこれをフローチップ内部に封入する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー基板を凸型のチャンネルパターンを形成した平板状のブロック金型上に供給し、ブロック金型を水平方向に往復駆動するとともに、ブロック金型上のポリマー基板をブロック金型の上方に配設するプレスロールによってポリマー基板の進行端側から排出端側に向けて順次に金型に押し付けることによって、ポリマー基板に金型のチャンネルパターンを凹型に転写し、チャンネルパターンを転写したポリマー基板に熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー被覆基板を熱融着して貼り合せ、ポリマー基板とポリマー被覆基板との間にチャンネルパターンを封入することを特徴とするフローチップの製造方法。
【請求項２】
ポリマー基板を所定の温度に予熱し、予熱したポリマー基板を相対的に低い温度に予熱した金型上に供給することを特徴とする請求項１記載のフローチップの製造方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー基板を凸型のチャンネルパターンを形成したロール金型とロール金型に対峙して配置するプレスロールとの間に供給し、ロール金型とプレスロールとのいずれか一方または双方を積極駆動することによって、ポリマー基板を挟み送りながらポリマー基板の進行端側から排出端側に向けて順次に金型に押し付けることによって、ポリマー基板に金型のチャンネルパターンを凹型に転写し、チャンネルパターンを転写したポリマー基板に熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー被覆基板を熱融着して貼り合せ、ポリマー基板とポリマー被覆基板との間にチャンネルパターンを封入することを特徴とするフローチップの製造方法。
【請求項４】
ポリマー基板を所定の温度に予熱し、予熱したポリマー基板を相対的に低い温度に予熱したロール金型とプレスロールとの間に供給することを特徴とする請求項３記載のフローチップの製造方法。
【請求項５】
帯状に連続するポリマー被覆基板を少なくとも上下一対の熱融着ロール間に連続して供給し、チャンネルパターンを形成したポリマー基板を順次に一対の熱融着ロール間に供給することによって連続するポリマー被覆基板に所定間隔を保って順次にポリマー基板を熱融着することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のフローチップの製造方法。
【請求項６】
少なくともフローチップのサイズに裁断された多数のポリマー基板を一枚ごとに繰り出す基板フィーダ部と、上下に配置される搬送ロール群を備え基板フィーダ部から一枚ごとに繰り出されるポリマー基板を加熱しながら搬送する予備加熱搬送部と、凸型のチャンネルパターンを備えるロール金型とロール金型に対峙して配置するプレスロールとを備えるチャンネルパターン転写部とからなり、
基板フィーダ部から順次に繰り出されるポリマー基板を予備加熱搬送部において予備加熱しながらチャンネルパターン転写部に搬送し、予備加熱されたポリマー基板をロール金型とプレスロールとの間に挟み送りすることによってポリマー基板に凹型のチャンネルパターンを転写することを特徴とするフローチップの製造装置。
【請求項７】
前記チャンネルパターン転写部が、平板状のブロック金型と、ブロック金型を往復駆動する往復駆動機構と、ブロック金型に対峙して配置するプレスロールとを備えることを特徴とする請求項６記載のフローチップの製造装置。
【請求項８】
前記チャンネルパターン転写部におけるロール金型とプレスロールの少なくともいずれか一方の両端を独立に圧力調節可能な２ユニットの加圧機構によって支持することを特徴とする請求項６または請求項７記載のフローチップの製造装置。
【請求項９】
前記チャンネルパターン転写部に接続して、少なくとも帯状に連続するポリマー被覆基板を加熱しながら挟み送る上下一対の熱融着ロールを有し、チャンネルパターンを転写したポリマー基板を順次にポリマー被覆基板に重ねて一対の熱融着ロール間に挟み込んで熱融着する熱融着部を備えることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のフローチップの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー構造の樹脂材料からなり、抗原抗体反応および電気泳動を利用した免疫反応センサ、その他の展開検査に適用可能なのフローチップの製造方法およびフローチップの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フローチップは、内部に検査目的に応じた特定形状の微少断面積の流路（チャンネルパターン）を有し、例えば、フロー形状の入力ポート部より被検体をチャンネルパターン内に送液し、抗原抗体反応によって所定の医学的評価をし、あるいは、チャンネルパターンに検体試料を充填して電界に曝露したときの検体試料の反応によって所定の評価をすることを概ねの内容とする電気泳動検査等に使用される。フローチップにおけるチャンネルパターンは、検体試料をできるだけ単純な構造において観察する目的に基づいて、極めて微少断面積に形成される。例えば、あるものは、幅５０μｍで深さ８０μｍである。
【０００３】
このような微細なチャンネルサイズでありながらも、チャンネルパターンには、意図的に変化させる場合を除き、幅一定および深さ一定の精度が要求される。例えば、付与される電界との相互作用によって検体試料が運動する場合におけるチャンネルパターンの精度不足は、検体試料の運動結果に対する評価を大きく左右することとなり、免疫反応検査の場合は、定量的な検体配置が必要とされるからである。
【０００４】
生物化学的分析手法と分析技術の発達に伴って需要が増大し、ディスポーザブルな使用が当然の前提となるフローチップについては、将来的にも安定な品質を有するものが安価に大量に供給されることが望まれている。様々な産業分野における精密製品製造に対する観察から、この要望をもっとも端的に実現し得るのは、ポリマー素材を用いての型成形手法およびこれを実現する製造装置であると考えられるが、従来の技術は、後述する困難性により必ずしもこの方法を採用しない。次に文献を例示して、または例示しないで出願人において知り得た従来の問題点を説明する。
【０００５】
従来、フローチップを製造するためのポリマー素材の成形は、概ね、プラスチック成型の技術に依存し、製品の微細性により、半導体加工技術および印刷技術分野の技術が併用される。プラスチック成形技術の内容としては、型押し加工と射出成形が主要であり、型押し加工には、精密加工を得意とするホットエンボス加工も含まれる。
【０００６】
ホットエンボス加工によるフローチップ製造では、所定の金型温度に温度制御された金型と、その上方に位置する駆動部材に金型と正確に平行となるように取り付けられるプレス板が準備される。光学特性等を考慮して選択されるポリマー素材である板状のポリマー基板は、適度な温度に予熱されて金型上に供給される。供給されたポリマー基板は、油圧等で駆動部材を下降駆動することによってプレス板を介して金型に押し付けられ、ポリマー基板の一表面には、金型に形成された凸型のチャンネルパターンが凹型のチャンネルパターンとして転写される。従来のホットエンボス加工、その他類似の加工方法における問題点はこの段階で生じる。そして、ここで生じた問題点は、次いで、ポリマー基板にポリマー被覆基板を貼り合わせてフローチップを完成させても治癒されない。なお、両者の貼着方法には、直接的な方法と接着剤を介在させる方法とがある。
【０００７】
このようなホットエンボス加工および類似の加工によるチャンネルパターンの形成において生じる問題は、チャンネルパターンの深さを一定の精度に確保することが困難であるという問題である。すなわち、できるだけの平面度と平行度を確保した金型表面とプレス板表面との間に挟み込まれるポリマー基板の平面度には、材質限界的に許容される平面むらが存在するからである。例えば、厚さ２ｍｍのポリマー基板に許容される平面むらが±１０μｍと小さい場合においても、深さ８０μｍ一定であるべきチャンネルパターンには、深さ略８０μｍの部分と深さ略６０μｍの部分が混在することとなるのである。この問題は、ポリマー基板の平面むらが消失する程度にまで強力に加圧することによって解消するように思われるが、これを実行するとポリマー基板が部分的に挫屈に近い状態を呈し、ポリマー基板の光学特性を著しく悪化させる結果となる。また、チャンネルパターンの深さ精度不良の問題は、金型相互間または金型とプレス板の平行度確保の限界によっても生じる。
【０００８】
フローチップの製造には、射出成形も有力な手段となり得るが、本発明が採用する方法には技術的関連性が少ないと考えられるので、詳細な説明は省き、射出成形における基本的な問題点のみを指摘すると、射出成形は、ポリマー材料を溶融温度にまで加熱することを前提としている。溶融したポリマー材料は、ランナを経由して金型のキャビティ内に圧送され、所定の形態を与えられる。しかし、これを直ちに取り出すことはできない。射出成形においては、十分に冷却しない製品を離型すると、ひけ、反り等の射出成形特有の製品欠陥を招来するからである。すなわち、射出成形では、射出サイクルを速めることにこのような限界があり、これはそのまま製品価格を引き下げることの障害ともなっている。また、射出成形装置は、所要設置スペースが大きく、高温高圧条件下で操作するため金型寿命が短い問題点もある。
【０００９】
また、いずれの方法によってチャンネルパターンを形成する場合においても、チャンネルパターンは、検体試料等を収容する空間として閉じられなければならず、このためチャンネルパターンを形成したポリマー基板にシート状または薄板状のポリマー被覆基板を貼り合わせる工程が必要となる。チャンネルパターンが微細であることにより、この貼り合せ作業も常にフローチップ製造における改善課題であり、フローチップの量産性およびコスト切り下げの限界を画す要素である。
【特許文献１】特表２００１−５１９９０７号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ポリマー基板の厚みむらに起因するチャンネルパターンの金型成型における精度不足および金型利用率の限界問題、また、ポリマー基板とポリマー被覆基板の貼り合せにおけるスループットの限界の問題解決することによって、フローチップを安価に大量に製造する方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１記載のフローチップの製造方法は、熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー基板を凸型のチャンネルパターンを形成した平板状のブロック金型上に供給し、金型を水平方向に往復駆動するとともに、ブロック金型上のポリマー基板をブロック金型の上方に配設するプレスロールによってポリマー基板の進行端側から排出端側に向けて順次にブロック金型に押し付けることによって、ポリマー基板にブロック金型のチャンネルパターンを凹型に転写し、チャンネルパターンを転写したポリマー基板に熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー被覆基板を熱融着して貼り合せ、ポリマー基板とポリマー被覆基板との間にチャンネルパターンを封入することを特徴とする。
【００１２】
この構成では、ブロック金型上のポリマー基板がプレスロールによって一部分ずつ加圧され、ブロック金型のチャンネルパターンは、ポリマー基板に一部分ずつ転写される。したがって、チャンネルパターン全部を同時に転写する場合に比べて必要とされる加圧力は、格段に小さなもので足りる。また、部分的な加圧においては、ポリマー基板全体がブロック金型に同時に密着する必要がなく、相対的に移動するプレスロールの位置においてのみ密着していれば足りるのであり、ブロック金型の表面に平面むらが存在する場合においても、逆に、ポリマー基板に平面むらが存在する場合においても、ブロック金型とポリマー基板とを確実に密着させ、ブロック金型側のチャンネルパターンを極めて忠実にポリマー基板側に転写することができる。そして、そして、ポリマー基板全体への転写は、ポリマー基板を載せたブロック金型が移動することによって完了され、この際の、ブロック金型の移動は、必要となるポリマー基板の排出および次工程へのポリマー基板の搬送の一部分を構成する動作として利用することができる。次いで、ポリマー基板に熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー被覆基板を熱融着して貼り合せ、ポリマー基板とポリマー被覆基板との間にチャンネルパターンが封入される。熱融着は、ポリマー基板とポリマー被覆基板との間に介在物が存在しないので、ポリマー基板に転写されたチャンネルパターンを最も正確に維持することができ、フローテスト結果の評価に係る接着剤組成物に起因する白濁等の影響を回避することができる。
【００１３】
本発明の請求項２記載のフローチップの製造方法は、ポリマー基板を所定の温度に予熱し、予熱したポリマー基板を相対的に低い温度に予熱したブロック金型上に供給することを特徴とする。
【００１４】
この構成では、ポリマー基板をブロック金型から脱出させる際の離型性が高められる。通常、金型温度は、ヒータ等の熱源によって一定に維持される。一方、熱源を有しないポリマー基板の温度は、環境温度にまで低下しようとする。ブロック金型と密着した状態におけるポリマー基板の環境温度は、金型温度である。そこで、ポリマー基板の温度は、相対的に低い温度のブロック金型の温度に低下する方向に移行し、この際の熱収縮によって離型性が高まると考えられる。
【００１５】
本発明の請求項３記載のフローチップの製造方法は、熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー基板を凸型のチャンネルパターンを形成したロール金型とロール金型に対峙して配置するプレスロールとの間に供給し、ロール金型とプレスロールとのいずれか一方または双方を積極駆動することによって、ポリマー基板を挟み送りながらポリマー基板の進行端側から排出端側に向けて順次に金型に押し付けることによって、ポリマー基板に金型のチャンネルパターンを凹型に転写し、チャンネルパターンを転写したポリマー基板に熱可塑性樹脂からなる平板状のポリマー被覆基板を熱融着して貼り合せ、ポリマー基板とポリマー被覆基板との間にチャンネルパターンを封入することを特徴とする。
【００１６】
この構成では、平板状のブロック金型に代えて、ロール金型が採用される。ロール金型は、チャンネルパターンを形成してある表面が円弧面であるので、平板状であるポリマー基板に全面が同時に面することはなく、常にその一部が線状に接することから、平面むらが存在するポリマー基板に対しても、忠実にチャンネルパターンを転写することができる。さらにロール金型は、金型としての機能の他に搬送手段として機能を有し、ポリマー基板を次工程に搬送しながらチャンネルパターンの転写を完了することができるので、生産効率の向上に寄与する。
【００１７】
本発明の請求項４記載のフローチップの製造方法は、ポリマー基板を所定の温度に予熱し、予熱したポリマー基板を相対的に低い温度に予熱したロール金型とプレスロールとの間に供給することを特徴とする。
【００１８】
この構成は、請求項２に記載した発明の趣旨と同趣旨であり、ポリマー基板の型離れが良好となる。
【００１９】
本発明の請求項５記載のフローチップの製造方法は、帯状に連続するポリマー被覆基板を少なくとも上下一対の熱融着ロール間に連続して供給し、チャンネルパターンを形成したポリマー基板を順次に一対の熱融着ロール間に供給することによって連続するポリマー被覆基板に所定間隔を保って順次にポリマー基板を熱融着することを特徴とする。
【００２０】
この構成では、帯状に連続しているポリマー被覆基板に所定の面寸法に成形されたポリマー基板が順次に貼着された状態の半製品が生産され、余剰部分のポリマー被覆基板をポリマー基板に沿ってトリミングすることによって個々のフローチップとして完成される。したがって、ポリマー被覆基板にポリマー基板を熱融着する段階では、両者が位置ずれするということが生じ得ない。そこで、熱融着工程は、両者の位置ずれを不問にして短時間で完了することができるとともに、両者の位置ずれに基づく不良製品の発生を根本的に解消し得る。
【００２１】
本発明の請求項６記載のフローチップの製造装置は、少なくともフローチップのサイズに裁断された多数のポリマー基板を一枚ごとに繰り出す基板フィーダ部と、上下に配置される搬送ロール群を備え基板フィーダ部から一枚ごとに繰り出されるポリマー基板を加熱しながら搬送する予備加熱搬送部と、凸型のチャンネルパターンを備えるロール金型とロール金型に対峙して配置するプレスロールとを備えるチャンネルパターン転写部とからなり、基板フィーダ部から順次に繰り出されるポリマー基板を予備加熱搬送部において予備加熱しながらチャンネルパターン転写部に搬送し、予備加熱されたポリマー基板をロール金型とプレスロールとの間に挟み送りすることによってポリマー基板に凹型のチャンネルパターンを転写することを特徴とする。
【００２２】
この構成の製造装置では、基板フィーダ部から繰り出されたポリマー基板が、予備加熱搬送部を通過する際にチャンネルパターンの転写に適する温度に予備的に加熱され、チャンネルパターン転写部においてロール金型によってチャンネルパターンを付与されるまでの製造方法を機械的に実行し、自動化することができる。
【００２３】
本発明の請求項７記載のフローチップの製造装置は、チャンネルパターン転写部が、平板状のブロック金型と、ブロック金型を往復駆動する往復駆動機構と、ブロック金型に対峙して配置するプレスロールとを備えることを特徴とする。
【００２４】
この構成は、上記フローチップの製造装置におけるロール金型とプレスロールとの組合わせに替えて、平板状のブロック金型と、ブロック金型を往復駆動する往復駆動機構と、プレスロールの組合わせを採用するものである。すなわち、ポリマー基板を挟み込む部材の一方がロール形状であれば、本発明の製造方法における、チャンネルパターンの転写においてポリマー基板に平面むらが存在する場合においても、ブロック金型の表面に平面むらが存在する場合においても、両者を確実に密着させる機能を発揮することができる。すなわち、ポリマー基板を載せたブロック金型が往復駆動機構によって直線運動をすることによって、ブロック金型とプレスロールとによって挟み込まれるポリマー基板の位置を連続して変化させ、ブロック金型のチャンネルパターンを一部分ずつ正確にポリマー基板に転写することができる。
【００２５】
本発明の請求項８記載のフローチップの製造装置は、上記製造装置において、少なくともチャンネルパターン転写部におけるロール金型とプレスロールの少なくともいずれか一方の両端を独立に圧力調節可能な２ユニットの加圧機構によって支持することを特徴とする。
【００２６】
この構成の製造装置では、チャンネルパターン転写部におけるチャンネルパターンの転写精度を一層高めることができる。すなわち、フローチップに形成されるチャンネルパターンは、左右対称のパターン形状、パターン配置であることが多いのであるが、対称でないものも無視できない頻度で存在する。チャンネルパターンがロール金型の中央位置に位置決めされる前提において、ポリマー基板に左右対称のパターン形状を転写する場合には、ロール金型とプレスロールが平行度が十分に確保され、ロール金型またはプレスロールの両端に等しい圧力を負荷することが要求され、逆に、チャンネルパターンの配置に疎密があるような場合には、パターン配置が密である側により大きな圧力を負荷することが求められる。これによって、チャンネルパターン全体に実質的に均等な圧力を加えることができるからである。本構成は、独立に圧力調節可能な２ユニットの加圧機構によってロール金型またはプレスロールの両端を別々に支持しているので、ロール金型とプレスロールの平行関係の補正の要求およびプレスロールの両端に負荷する圧力を等しくする要求に対しても、圧力を偏頗させる要求にも適応することができる。
【００２７】
本発明の請求項９記載のフローチップの製造装置は、前記チャンネルパターン転写部に接続して、少なくとも帯状に連続するポリマー被覆基板を加熱しながら挟み送る上下一対の熱融着ロールを有し、チャンネルパターンを転写したポリマー基板を順次にポリマー被覆基板に重ねて一対の熱融着ロール間に挟み込んで熱融着する熱融着部を備えることを特徴とする。
【００２８】
この構成を有する製造装置では、基板フィーダ部におけるポリマー基板の繰り出しから、ポリマー基板の予備加熱、チャンネルパターンの転写、ポリマー基板に対するポリマー被覆基板の熱融着までの工程を実行することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のフローチップの製造方法は、平板状のポリマー基板を凸型のチャンネルパターンを形成した平板状のブロック金型上に供給し、ブロック金型上のポリマー基板をブロック金型の上方に配設するプレスロールによってポリマー基板の進行端側から排出端側に向けて順次にブロック金型に押し付けることによって、または、ポリマー基板をロール金型とプレスロールとによって挟み送りすることによって、ポリマー基板全体を同時に加圧する場合と異なり、ポリマー基板の厚みむらの影響を受けることなくポリマー基板に金型のチャンネルパターンを高精度で転写することができるので、品質の高いフローチップを効率よく大量生産することができる。
【００３０】
また、本発明のフローチップの製造装置は、チャンネルパターンを形成した平板状のブロック金型とプレスロールとの組み合わせた構成、または、チャンネルパターンを形成しロール金型とプレスロールとの組み合わせた構成を備えることによって、上記製造方法を機械的に忠実に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係るフローチップの製造方法を、本発明に係るフローチップの製造装置の動作説明に併せて説明する。
【００３２】
製造方法および製造装置の対象となるフローチップＦＴは、ポリマー構造の樹脂製である。したがって、フローチップＦＴの目的特に評価の客観性および精度維持の観点から最適な物性を有するポリマー素材を選定する（図１）。また、フローチップＦＴは、チャンネルパターンＦを形成したポリマー基板Ｆ１とポリマー被覆基板Ｆ２とを貼り合わせた構造を前提とし、本発明では、両者の貼着手段として熱融着を予定しているため、熱可塑性樹脂が選定される。アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネイト等の汎用樹脂材料およびＰＤＭＳ(porydimethylsiloxane)、シクロオレフィンポリマー等がこれらの要求を満たす。
【００３３】
図１に示すのポリマー基板Ｆ１には、模式的な単純なチャンネルパターンＦが例示されており、チャンネルパターンＦの両端には、通常、円形のリザーバポイントＦａ，Ｆａが形成される。チャンネルパターンＦの中間位置には、必要に応じた形状の反応ポイントＦｃが形成されている。また、カバーとなるポリマー被覆基板Ｆ２には、チャンネルパターンの入力ポイントＦａ，Ｆａに対応する入力ポートＦｂ，Ｆｂが形成される。
【００３４】
フローチップの製造装置は、少なくとも、基板フィーダ部１０と予備加熱搬送部２０とチャンネルパターン転写部３０とを含んで構成されている（図２）。また、フローチップの製造装置は、これに加えて熱融着部５０を含む構成を採用することもできる（図３）。チャンネルパターン転写部３０と熱融着部５０との間には、中間送り部４０が介装され、熱融着部５０に次いで排出送り部６０、ストック部７０が接続する全体構成である。
【００３５】
基板フィーダ部１０は、１または２以上のフィードベルト１２と、サクション方式のピッカ１１とフィードロールＲ１の群とによって構成され、供給された多数のポリマー基板Ｆ１を一枚ずつ予備加熱搬送部２０に繰り出す。
【００３６】
予備加熱搬送部２０は、上下に対峙するように配置された加熱送りロールＲ２の群からなり、２群の加熱送りロールＲ２全体を加熱壁で取り囲む方式、あるいは、個々の加熱送りロールＲ２の内部にヒータを組み込む方式によって、基板フィーダ部１０から繰り出されたポリマー基板Ｆ１の温度を所定温度にまで上昇させながらチャンネルパターン転写部３０に繰り送る。この際、予備加熱搬送部２０では、搬送されるポリマー基板Ｆ１の両端先端部をレーザ光による位置検出センサによって検知し、ロール金型Ｒ３による加工開始位置を最適に制御する。また、ポリマー基板Ｆ１は、左右独立に駆動する搬送ベルトを制御することにより、位置補正と姿勢補正とを受ける。なお、上側の１群および下側の１群の末端に位置する加熱送りロールＲ２，Ｒ２には、ポリマー基板Ｆ１の滑りを防止するテンショナが付設される。
【００３７】
チャンネルパターン転写部３０は、両端を独立の加圧機構３０Ａ，３０Ａによって支持したロール金型Ｒ３と、ロール金型Ｒ３に対峙してその下方に配置するプレスロールＲ４等によって構成され、予備加熱搬送部２０から供給されたポリマー基板Ｆ１をロール金型Ｒ３とプレスロールＲ４間に挟み送りすることによって、ロール金型Ｒ３に刻設された凸型のチャンネルパターンＦを凹型のチャンネルパターンＦとしてポリマー基板Ｆ１の表面に転写する。ロール金型Ｒ３とプレスロールＲ４とは、いずれもヒータを内蔵しており、チャンネルパターンＦの転写工程は、熱間で実行される。なお、ロール金型Ｒ３とプレスロールＲ４とは、同一周速度で反対回転方向に同期駆動される。また、加圧機構３０Ａがロール金型Ｒ３側に取り付けられる場合には、プレスロールＲ４の機能は、ロール金型Ｒ３の圧力を受けることによる受動加圧機能となる。
【００３８】
ロール金型Ｒ３の両端を支持する２ユニットの加圧機構３０Ａ，３０Ａは（図４，図５）、対称配置することを要する部品を除き同一構造であり、作動量および加圧力を独立に調節することができる。各加圧機構３０Ａは、駆動モータＭ１を動力源とする電動式であり、駆動モータＭ１には、回転量を検出するエンコーダ３５が付属する。各加圧機構３０Ａは、加圧力検出用のロードセル３２を介在させるとともに、固定部材３４を基準とする作動量検出用のセンシングアーム３３を付設した作動ロッド３１によって、ロール金型Ｒ３の軸端を支持している。
【００３９】
２ユニットの加圧機構３０Ａを連動させる場合における駆動モータＭ１は、ロードセル３２の検出値およびセンシングアーム３３の変位量に基づいてフィードバック制御され、プレスロールＲ４との相対位置関係におけるロール金型Ｒ３の平行度不良、加圧力の偏頗は、自動的に補正され、補正結果は、駆動モータＭ１に付設したエンコーダ３５によって検出される。なお、２ユニットの加圧機構３０Ａ，３０Ａは、図示しない設定器に対する入力によって各別に手動制御することもできる。予備加熱搬送部２０から送られたポリマー基板Ｆ１がチャンネルパターン転写部３０を通過完了した時点でポリマー基板Ｆ１には、チャンネルパターンＦが転写されている（図１）。
【００４０】
中間送り部４０は、上下２群の送りロールＲ５からなり、上側の１群および下側の１群の始端に位置する送りロールＲ５，Ｒ５には、ポリマー基板Ｆ１の滑りを防止するテンショナが付設されている。チャンネルパターン転写部３０を経たポリマー基板Ｆ１は、中間送り部４０に順次に繰り出される（図２）。フローチップの製造装置が、熱融着部５０を備えないものであるときは、中間送り部４０におけるポリマー基板Ｆ１の搬送は、冷間で実行され、ポリマー基板Ｆ１は送りロールＲ５の群によって冷却される。冷却されたポリマー基板Ｆ１に対しては、例えば、サーマルボンディング装着等を用いた公知技術、その他の公知技術によってポリマー被覆基板Ｆ２が貼着され、フローチップＦＴとして完成することができる。
【００４１】
一方、フローチップの製造装置が熱融着部５０を備えるときは、中間送り部４０におけるポリマー基板Ｆ１の搬送は、熱間で実行され、中間送り部４０を経たポリマー基板Ｆ１は、熱融着部５０に送られる（図３）。
【００４２】
熱融着部５０は、内部にヒータを組み込んだ上下一対の熱融着ロールＲ７，Ｒ７を備え、帯状に連続するシート状のポリマー被覆基板Ｆ２を熱融着ロールＲ７，Ｒ７間に導入するガイドローラＲ６を付属する。中間送り部４０を経たポリマー基板Ｆ１は、ガイドローラＲ６の位置でシート状のポリマー被覆基板Ｆ２と合流し、両者が重なった状態で熱融着ロールＲ７，Ｒ７間に挟み込まれ、両者は、所定の熱圧条件下で熱融着される。順次に熱融着部５０を通過するポリマー基板Ｆ１は、連続するシート状ポリマー被覆基板Ｆ２によって連鎖する状態で排出送り部６０に送り出される。
【００４３】
なお、ポリマー被覆基板Ｆ２に形成することが必要とされる入力ポートＦｂ，Ｆｂは、ガイドローラＲ６の直前に配置される穿孔装置Ｓａによって順次に加工される。この際、穿孔装置Ｓａによる穿孔動作は、熱融着ロールＲ７，Ｒ７の周速度に同期させられており、この穿孔装置Ｓａが熱融着部５０の直前に配置されることにより、搬送過程における入力ポートＦｂ，Ｆｂの位置ずれの可能性自体を抑え込み、ポリマー基板Ｆ１に形成されたチャンネルパターンＦの所定位置に正確に入力ポートＦｂ，Ｆｂを対応させることができる。
【００４４】
排出送り部６０は、上下２群の送りロールＲ８の群からなり、排出送り部６０の末端位置には、ヒートカッタ６１が配置されている。ポリマー基板Ｆ１を連鎖するポリマー被覆基板Ｆ２は、排出送り部６０からストック部７０に移行する時点でヒートカッタ６１によって順次に切断される。なお、ヒートカッタ６１は、例えば、レーザ光による位置検出センサによってポリマー基板Ｆ１の先端と後端を検出して作動させることによって、事後のトリミング作業が不要な程度の高精度でポリマー被覆基板Ｆ２を切断することが可能である。ストック部７０は、基台７１を有して、排出送り部６０から順次に排出されるフローチップＦＴの姿勢制御機能および、所定個数を区分けするソート機能を備え、多数のフローチップＦＴを散乱させることなく整然と蓄積することができる。
【００４５】
次に、フローチップの製造装置におけるロール金型Ｒ３とプレスロールＲ４との組合わせに替えて、平板状のブロック金型Ｔ４と往復駆動機構８０とプレスロールＲ４の組合わせを用いる場合のチャンネルパターン転写部３０について説明する（図６，図７）。
【００４６】
チャンネルパターン転写部３０には、フローチップの製造装置の流れに沿って往復駆動機構８０が設置される。往復駆動機構８０の往復台８１は、往動方向Ｄ１と復動方向Ｄ２とに移動することができる。往復台８１には、ヒータステージ３６が搭載され、チャンネルパターンＦを刻設したブロック金型Ｔ４は、ヒータステージ３６に固定される。したがって、ブロック金型Ｔ４の温度は、ヒータステージ３６の温度に依存して決定される。
【００４７】
ブロック金型Ｔ４の上方には、両端を２ユニットの加圧機構３０Ａ，３０Ａによって支持したプレスロールＲ４が往復台８１の運動方向と直交する方向に向けて配置されている。したがって、この形態のプレスロールＲ４の機能は、能動加圧機能であり、プレスロールＲ４は、往復台８１の往動方向Ｄ１の運動に同期して積極駆動される。ここで、用いる加圧機構３０Ａは、上記実施の形態に使用したものと同一であるが、図６および図７には参照用の符号を付してある。
【００４８】
往復駆動機構８０が往復台８１を往動方向に駆動すると、ブロック金型Ｔ４上に供給されたポリマー基板Ｆ１は、ポリマー基板Ｆ１の進行端側からブロック金型Ｔ４とプレスロールＲ４との間に挟み込まれる。このとき、プレスロールＲ４は、Ｄ３方向に受動回転しながらポリマー基板Ｆ１の排出端側に相対的に移動する。この結果、ポリマー基板Ｆ１は、その進行端側から排出端側に向けて順次にブロック金型Ｔ４の異なる位置に押し付けられ、チャンネルパターンＦの転写が完了する。
【００４９】
転写が完了したポリマー基板Ｆ１は、プレスロールＲ４の惰性回転によって次工程に向けて排出され、ブロック金型Ｔ４は、往復台８１が復動方向Ｄ２方向に駆動されることにより元位置に復帰することができる。なお、この形態のプレスロールＲ４は、往復台８１の往動方向Ｄ１の動作によってＤ３方向に受動回転するようにしてもよい。また、加圧機構３０Ａにおける圧力発生方式は、油圧方式、カム方式としてもよい。
【００５０】
上記実施の形態の説明は、チャンネルパターン転写部３０におけるロール金型Ｒ３を２ユニットの独立した加圧機構３０Ａ，３０Ａによって支持する例に関するが、ロール金型Ｒ３は、１基の加圧機構３０Ａによって支持することもできる。ただし、この場合には、加圧機構３０Ａとロール金型Ｒ３との間に、ロール金型Ｒ３を回転可能な状態としてロール金型Ｒ３の両端を支持する軸受けブラケットを介在させる必要があるとともに、加圧機構３０Ａの出力には、２基の加圧機構３０Ａの出力和相当の出力を有するものが要求されることとなる。また、ロール金型Ｒ３の水平方向の回転振れを阻止するため、軸受けブラケットの両側にリニアガイドを配置して、軸受けブラケットを上下動可能に把持することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の製造方法または製造装置によって製造されるフローチップの分解斜視図である。
【図２】本発明の製造装置の基板フィーダ部とチャンネルパターン転写部を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の製造装置の熱融着部とストック部を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の製造装置のチャンネルパターン転写部を模式的に示す正面図である。
【図５】本発明の製造装置のチャンネルパターン転写部を模式的に示す側面図である。
【図６】本発明の製造装置のチャンネルパターン転写部の別の形態を模式的に示す正面図である。
【図７】本発明の製造装置のチャンネルパターン転写部の別の形態を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
ＦＴ      フローチップ
Ｆ        チャンネルパターン
Ｆ１      ポリマー基板
Ｆ２      ポリマー被覆基板
Ｔ４      ブロック金型
Ｒ３      ロール金型
Ｒ４      プレスロール
１０      基板フィーダ部
２０      加熱搬送部
３０      チャンネルパターン転写部
３０Ａ    加圧機構
５０      熱融着部
８０      往復駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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